Исследователи из Каролинского института, AstraZeneca, Вюрцбургского университета, Лаборатории науки для жизни и Уппсальского университета обнаружили, что окислительный стресс при сердечной недостаточности варьируется в зависимости от пола, при этом сердца самок мышей имеют более сильную естественную защиту от окислительного повреждения.

Исследование может открыть новые подходы к точной медицине и объяснить, почему предыдущие попытки использовать антиоксиданты для лечения сердечной недостаточности не были столь успешными.

Исследование , опубликованное в журнале Nature Communications, было проведено Захером Эльбеком в исследовательской группе профессора Кристера Бетсгольца на медицинском факультете Худдинга (MedH) и раскрывает важную роль двух белков: IDH2 (изоцитратдегидрогеназа 2) и NRF2 (ядерный фактор эритроидного белка). 2, связанный с фактором 2), в защите сердца от окислительного повреждения посредством механизма, включающего митохондриально-ядерные метаболиты.

В исследовании использовался многосторонний подход, анализирующий метаболиты, экспрессию генов и эпигенетику в образцах тканей сердца мыши и человека, а также анализ крупных общедоступных баз данных. Также был разработан ряд инновационных методов для точного измерения естественной антиоксидантной способности сердца.

Выявив уникальную регуляцию экспрессии IDH2, исследователи изучили лежащий в ее основе антиоксидантный механизм и ключевые молекулы, используя клетки сердца человека и модели животных. Испытание нового экспериментального соединения AstraZeneca на мышиной модели сердечной недостаточности дополнительно выявило потенциал для целенаправленного и эффективного антиоксидантного лечения.

Мышиные сердца самок продемонстрировали превосходную антиоксидантную способность по сравнению с самцами. Нацеливание на окислительный стресс на мышиной модели сердечной недостаточности улучшило функцию сердца только у мужчин, тогда как женщины, которые обычно обладают достаточной врожденной антиоксидантной способностью, испытали побочные эффекты от лечения. Эти результаты подчеркивают необходимость «персонализированной» антиоксидантной терапии сердечной недостаточности, учитывающей индивидуальные уровни антиоксидантов.

«Предыдущие попытки лечить сердечную недостаточность и другие заболевания с помощью антиоксидантов, как правило, имели ограниченный успех. Наше исследование выявляет некоторые существующие заблуждения в этой области и раскрывает возможную причину отсутствия лекарств: естественная надежная антиоксидантная защита сердца», — говорит Эльбек.

Результаты исследования бросают вызов прошлым представлениям, подчеркивая надежную естественную антиоксидантную защиту сердца и различая состояния окислительного стресса и окислительного повреждения.

Свободные радикалы являются частью нормальных биологических реакций

Окислительный стресс возникает, когда наши клетки расщепляют питательные вещества для создания энергии и строительных блоков для функционирования клеток, что является частью нормальных биологических реакций. Эти реакции также генерируют свободные радикалы, которые, если их не контролировать, могут нанести вред нашим клеткам. Наши клетки имеют сильную естественную защиту от этих радикалов, но в болезненном состоянии, например, при сердечной недостаточности, эта защита может оказаться недостаточной.

Когда способность клетки справляться со свободными радикалами ослабевает, это может вызвать стресс в клетке, известный как окислительный стресс, и в конечном итоге привести к окислительному повреждению. Кроме того, для эффективной работы некоторых важных биологических функций в наших клетках требуется низкий уровень свободных радикалов, и поддержание адекватного уровня свободных радикалов также важно.

Хотя окислительный стресс возникает при сердечной недостаточности, большинство клеток сердца обладают достаточным количеством антиоксидантов для улучшения и предотвращения окислительного повреждения. Проблема заключается в том, что борьба с окислительным стрессом требует метаболических усилий, особенно при сердечной недостаточности с энергетической и метаболической недостаточностью. Таким образом, персонализированная антиоксидантная терапия, основанная на индивидуальных уровнях антиоксидантов, оцениваемых с помощью биомаркеров, может способствовать более эффективному лечению и лечению.

Точная медицина и антиоксидантная терапия

Дилатационная кардиомиопатия – это состояние, при котором камеры сердца увеличиваются, а насосная способность крови снижается и становится недостаточной, особенно во время физических упражнений. Это распространенное заболевание сердца у мужчин, но по мере взросления оно может возникнуть и у женщин.

Целью этого исследования было понять, как половые различия влияют на окислительный стресс при дилатационной кардиомиопатии. Результаты дают ценную информацию для улучшения лечения сердечной недостаточности, подчеркивая потенциальную возможность применения точного медицинского подхода при разработке эффективных антиоксидантных методов лечения. Будущие усилия будут сосредоточены на разработке конкретных биомаркеров для оценки антиоксидантной способности и терапевтических целей для точной медицины.